(57)【要約】【課題】タイヤの挙動に影響を与えることなく、セパレーションによるタイヤ内部故障が発生しているかどうかを精度よく判定する。【解決手段】タイヤのインナーライナーに配置された加速度センサー１１の出力波形から、路面からトレッド接地面に入力するタイヤ幅方向加速度の時系列波形を抽出した後、これを周波数分析して得られた周波数スペクトルから、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値Ｐを演算し、この帯域値Ｐと、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値とに基づいて設定した閾値Ｋj（Ｖ）を比較して、タイヤにセパレーションによる内部故障が発生しているかどうかを判定するようにした。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイヤ内面に配置された加速度センサーによりタイヤ幅方向の加速度を検出するステップと、
前記加速度センサーの出力信号から得られるタイヤ幅方向加速度波形の４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値を演算するステップと、
この演算された帯域値と、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値とに基づいて設定される閾値とを比較するステップと、
前記演算された帯域値が前記閾値を超えたときに、当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定するステップとを有することを特徴とするタイヤ内部故障判定方法。
【請求項２】
前記閾値を車輪速に応じて変更することを特徴とする請求項１に記載のタイヤ内部故障判定方法。
【請求項３】
前記閾値を路面状態に応じて変更することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のタイヤ内部故障判定方法。
【請求項４】
前記加速度センサーの出力信号から得られるタイヤ幅方向加速度波形の０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内の振動レベルを検出するステップと、
この検出された振動レベルと予め求めておいたセパレーションが発生していないタイヤを用いて計測した路面の状態と振動レベルとの関係とから路面状態を推定するステップと、
この推定された路面状態に応じて前記閾値を変更するステップとを更に有することを特徴とする請求項３に記載のタイヤ内部故障判定方法。
【請求項５】
タイヤ内面に配置されてタイヤ幅方向の加速度を検出する加速度センサーと、
前記加速度センサーの出力信号からタイヤ幅方向加速度波形を抽出する幅方向加速度波形抽出手段と、
前記タイヤ幅方向加速度波形から、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値を演算する帯域値演算手段と、
正常なタイヤを装着して走行したときの帯域値と内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して走行したときの帯域値とに基づいて設定した閾値を記憶する記憶手段と、
前記演算された帯域値と前記閾値とを比較し、前記演算された帯域値が前記閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定する判定手段とを備えたことを特徴とするタイヤ内部故障判定装置。
【請求項６】
車輪速を検出する手段と、
前記車輪速に応じて閾値を変更する手段とを備え、
前記判定手段は、前記車輪速に応じて変更された閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定することを特徴とする請求項５に記載のタイヤ内部故障判定装置。
【請求項７】
前記タイヤ幅方向加速度波形から、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域の振動レベルを検出する振動レベル検出手段と、
予め求めておいたセパレーションが発生していないタイヤを用いて計測した路面の状態と前記振動レベルとの関係を示すテーブルを記憶する第２の記憶手段と、
前記検出された振動レベルと前記テーブルとから、走行中の路面の状態を推定する路面状態推定手段と、
前記推定された路面状態に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段とを備え、
前記判定手段は、前記帯域値演算手段で演算された帯域値が前記推定された路面状態に応じて変更された閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定することを特徴とする請求項５または請求項６に記載のタイヤ内部故障判定装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行中のタイヤ内部の故障を検知する方法とその装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
タイヤは、カーカスプライやベルトなどの繊維または金属のコードをゴムでコーティングした部材を積層した構造を有している。このため、車両走行中に前記部材の接着部に過大な負荷が入力すると、コード端部とコーティングゴムとが剥離してゴムに亀裂が生じるソケッティングと呼ばれる現象が発生する。タイヤ周上の各部に発生したソケッティングが結合していくと、積層した部材同士が剥離するセパレーションへと発展する。
また、ベルト間のセパレーションはベルトの幅方向両端部のせり上がりを引き起こし、その結果、操縦安定性能が低下する恐れがある。
【０００３】
ところで、タイヤにセパレーションなどの内部故障が発生すると故障箇所の発熱が多くなり、故障箇所近傍の温度が上昇する。
そこで、タイヤショルダー部に温度センサーを埋め込んで走行中のタイヤの温度を計測し、この温度変化からタイヤの内部故障を検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
また、タイヤの環状部分に、所定温度範囲にキューリー点を有する感温フェライトを周方向に沿って所定ピッチで配設し、車体側に環状部分と交差する環状磁路を形成する磁石と環状磁路の外周に巻き付けられたコイルとを設け、タイヤの回転に伴う磁束密度変化によってコイルに励起される起電力を測定して、この測定波形からタイヤのショルダー部の変形を間接的に検出してタイヤの環状部分に異常な歪みを検知し、タイヤの内部故障を検出する方法も提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
また、走行中のタイヤのショルダー部の変形を直接検出してタイヤの内部故障を検出する方法も提案されている。
具体的には、タイヤショルダー部に、タイヤの周方向の加速度を測定する加速度センサーとタイヤの幅方向の加速度を測定する加速度センサーとを埋設して、走行中のタイヤショルダー部のタイヤ周方向の変形量とタイヤ幅方向の変形量とを算出した後、これら２方向の変形量を用い、タイヤショルダー部の時系列の変形を、タイヤ周方向とタイヤ幅方向をそれぞれｘ軸及びｙ軸とした直交座標系における軌跡として表わし、この軌跡からタイヤショルダー部の変形の大きさや形態を検知して、タイヤの内部故障を検知する（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−６７４４７号公報
【特許文献２】特開２００４−６９４６２号公報
【特許文献３】特開２００７−１９１０３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、従来のタイヤ内部故障の検知方法では、センサーをセパレーションの発生するベルト端部の近傍であるショルダー部に埋設しているので、センサーと周りのゴムとの境界面が新たなゴムの亀裂の核となってタイヤ故障を誘発する恐れがある。
また、センサーをタイヤの転動時に大きな応力が作用するベルト端部に配置した場合には、かえってベルト端部が破壊されてセパレーションを引き起こす可能性が大きい。
【０００８】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたもので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、セパレーションによるタイヤ内部故障が発生しているかどうかを精度よく判定することのできるタイヤ内部故障判定方法とその装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、鋭意検討の結果、セパレーションによる内部故障が発生しているタイヤでは、走行中のタイヤのトレッドのタイヤ幅方向の振動を周波数分析して得られた振動スペクトルの、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさ（以下、帯域値という）が正常なタイヤに比べて大幅に増加していることから、前記帯域値をセパレーションのメジャーに用いれば、タイヤ内部故障の有無を精度よく判定できることを見出し本発明に到ったものである。
【００１０】
すなわち、本願発明は、タイヤにセパレーションによる内部故障が発生しているか否かを判定する方法であって、タイヤ内面に配置された加速度センサーによりタイヤ幅方向の加速度を検出するステップと、前記加速度センサーの出力信号から得られるタイヤ幅方向加速度波形の４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値を演算するステップと、この演算された帯域値と、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値とに基づいて設定される閾値とを比較するステップと、前記演算された帯域値が前記閾値を超えたときに、当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定するステップとを有することを特徴とする。
なお、「セパレーション」は、一般に、タイヤを構成しているゴムとベルトやゴムとゴムとが剥離損傷する現象を指すもので、コード端部とコーティングゴムとが剥離するソケッティング現象も、「セパレーション」に含まれる。
【００１１】
また、本願発明は、前記閾値を車輪速に応じて変更するようにしたものである。
また、本願発明は、前記閾値を路面状態に応じて変更するようにしたものである。
また、本願発明は、前記加速度センサーの出力信号から得られるタイヤ幅方向加速度波形の０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内の振動レベルを検出するステップと、この検出された振動レベルと予め求めておいたセパレーションが発生していないタイヤを用いて計測した路面の状態と振動レベルとの関係とから路面状態を推定するステップと、この推定された路面状態に応じて前記閾値を変更するステップとを更に有することを特徴とする。
【００１２】
また、本願発明は、タイヤにセパレーションによる内部故障が発生しているか否かを判定する装置であって、タイヤ内面に配置されてタイヤ幅方向の加速度を検出する加速度センサーと、前記加速度センサーの出力信号からタイヤ幅方向加速度波形を抽出する幅方向加速度波形抽出手段と、前記タイヤ幅方向加速度波形から、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値を演算する帯域値演算手段と、正常なタイヤを装着して走行したときの帯域値と内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して走行したときの帯域値とに基づいて設定した閾値を記憶する記憶手段と、前記演算された帯域値と前記閾値とを比較し、前記演算された帯域値が前記閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定する判定手段とを備えたことを特徴とする。
【００１３】
また、本願発明は、車輪速を検出する手段と、前記車輪速に応じて閾値を変更する手段とを更に備え、前記判定手段では、前記車輪速に応じて変更された閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定することを特徴とする。
【００１４】
また、本願発明は、前記タイヤ幅方向加速度波形から、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域の振動レベルを検出する振動レベル検出手段と、予め求めておいたセパレーションが発生していないタイヤを用いて計測した路面の状態と前記振動レベルとの関係を示すテーブルを記憶する第２の記憶手段と、前記検出された振動レベルと前記テーブルとから、走行中の路面の状態を推定する路面状態推定手段と、前記推定された路面状態に応じて前記閾値を変更する閾値変更手段とを更に備え、前記判定手段では、前記帯域値演算手段で演算された帯域値が前記推定された路面状態に応じて変更された閾値を超えたときに当該タイヤにセパレーションによる内部故障が発生していると判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、タイヤトレッド部に配置した加速度センサーから出力されるタイヤ幅方向加速度波形の４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさから、タイヤ内部故障が発生しているか否かを判定するようにしたので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、セパレーションによるタイヤ内部故障が発生しているかどうかを判定することができる。また、判定に用いる閾値を、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値とに基づいて設定したので、セパレーションの発生を確実に判定することができる。
【００１６】
また、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値との差は車輪速に依存するため、車輪速に応じて閾値を変更すれば、タイヤの内部故障判定の精度を更に向上させることができる。
【００１７】
また、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値との差は路面状態にも依存するため、路面状態に応じて閾値を変更すれば、タイヤの内部故障判定の精度を更に向上させることができる。
路面摩擦係数が小さい路面を走行したときには、加速度センサーで検出したタイヤ幅方向加速度波形において、０．５ｋＨｚ以上、特に、０．５ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの広い周波数範囲にわたって振動レベルが上昇する。そこで、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値との差がほとんどないタイヤ幅方向加速度波形の０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内の振動レベルを検出し、この検出された振動レベルから路面状態を推定し、この推定された路面状態に応じて前記閾値を変更すれば、路面状態によらず、タイヤの内部故障判定を精度よく行うことができる。
【００１８】
なお、前記発明の概要は、本発明の必要な全ての特徴を列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となり得る。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本実施の形態に係るタイヤ内部故障判定装置の構成を示す図である。
【図２】タイヤの構成を示す断面図である。
【図３】セパレーションの発生箇所を示す図である。
【図４】セパレーション発生時のフットプリントを示す図である。
【図５】セパレーション発生の有無による幅方向加速度の周波数スペクトルの違いを示す図である（車輪速；２０km/hr）。
【図６】セパレーション発生の有無による幅方向加速度の周波数スペクトルの違いを示す図である（車輪速；３０km/hr）。
【図７】セパレーション発生の有無による幅方向加速度の周波数スペクトルの違いを示す図である（車輪速；４０km/hr）。
【図８】車輪速と帯域値との関係を示す図である。
【図９】本発明によるタイヤ内部故障判定方法を示すフローチャートである。
【図１０】本発明によるタイヤ内部故障判定装置の他の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、実施の形態を通じて本発明を詳説するが、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また、実施の形態の中で説明される特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２１】
図１は、タイヤ内部故障判定装置１の構成を示す図である。
タイヤ内部故障判定装置１は加速度センサー１１と、車輪速センサー１２と、加速度波形抽出手段１３と、周波数分析手段１４と、帯域値演算手段１５と、第１の記憶手段１６と、閾値設定手段１７と、故障判定手段１８と、警報手段１９と、振動レベル検出手段２１と、第２の記憶手段２２と、路面状態推定手段２３とを備える。
加速度センサー１１から警報手段１９までの各手段が、タイヤ内部故障判定手段１０を構成し、加速度センサー１１、加速度波形抽出手段１３、及び、周波数分析手段１４と、振動レベル検出手段２１から路面状態推定手段２３までの各手段とが走行路面推定手段２０を構成する。加速度センサー１１、加速度波形抽出手段１３、及び、周波数分析手段１４は、タイヤ内部故障判定手段１０と走行路面推定手段２０との共通の構成要素である。
【００２２】
図２は、タイヤ３０の構成を示す断面図である。同図において、３１はビード部、３１Ｃはビードコア、３２はカーカス層、３３は第１ベルト層、３４は第２ベルト層、３５はトレッド、３６はインナーライナーである。
カーカス層３２は当該タイヤ３０の骨格を成す部材であって、ビード部３１に配置された１対のビードコア３１Ｃにトロイド状をなして跨るように設けられる。このカーカス層３２のクラウン部のタイヤ径方向外側に、２枚のベルト層（第１及び第２のベルト層）３３，３４が配置される。第１及び第２のベルト層３３，３４は、それぞれ、スチールコードもしくは有機繊維を撚ったコードが、赤道方向に対して２０°〜７０°の角度で交錯するように配置されたものである。タイヤ径方向内側に配置される第１のベルト層３３はタイヤ径方向外側に配置される第２のベルト層３４よりも幅広に形成されており、第１のベルト層３３のコードの延長方向と第２のベルト層３４のコードの延長方向とは互いに交錯している。
コード端部とコーティングゴムとが剥離してゴムに亀裂が生じるソケッティングは、主に、第１及び第２のベルト層３３，３４の端部で発生し、これが進展すると、図３に示すように、タイヤショルダー部３７において、第１のベルト層３３と第２のベルト層３４とが剥離するセパレーションへと発展する。
【００２３】
本例では、加速度センサー１１がタイヤ３０のインナーライナー３６のタイヤ気室側のほぼ中央部に配置されている。加速度センサー１１は検出方向がタイヤ幅方向になるように配置され、路面からトレッド３５の接地面に入力するタイヤ幅方向振動を検出する。
車輪速センサー１２は車輪速Ｖを検出するもので、回転数検出手段１２ａを備える。回転数検出手段１２ａは、例えば、磁気抵抗素子を用いてトランスミッションの回転を検出するタイプのものなどを使用することができる。
加速度波形抽出手段１３は、加速度センサー１１の出力信号からタイヤ幅方向加速度の時系列波形（以下、幅方向加速度波形）を抽出する。
周波数分析手段１４は、前記幅方向加速度波形を周波数分析して周波数スペクトルを求める。
【００２４】
以下、セパレーションが発生した故障タイヤの特徴について説明する。
図４（ａ）は、タイヤの接地面の形状を示すフットプリントで、直進時には左右対称である。これは、第１のベルト層３３のコードと第２のベルト層３４のコードとがタイヤセンターに対して軸対称の角度に配置されているためで、第１のベルト層３３と第２のベルト層３４とが接着しているときには、ベルト角度による変形（剪断変形）を互いに打ち消すように互いを拘束するので、接地形状は左右対称になる。
一方、セパレーションが発生して、第１のベルト層３３の端部と第２のベルト層３４の端部とが剥離すると、互いの拘束力がなくなるため、ベルト角度による変形が接地形状及びタイヤ内面に現れる。そのため、図４（ｂ）に示すように、接地面の形状が非対称になり、その結果、セパレーションが発生したタイヤでは、図５〜図７に示すように、タイヤ幅方向に高周波振動が発生する。
【００２５】
図５〜図７は、ＤＲＹアスファルトの路面上で、車輪速Ｖをそれぞれ２０km/hr、３０km/hr、４０km/hrとしたときの幅方向加速度の周波数スペクトルを示す図である。横軸は周波数（ｋＨｚ）、縦軸は幅方向加速度レベルで、各図の実線が新品時タイヤを搭載して走行したときの周波数スペクトル、破線がセパレーションが発生したタイヤを搭載して走行したときの周波数スペクトルである。
同図から明らかなように、セパレーションが発生した故障タイヤでは、周波数スペクトルの４ｋＨｚ以上の周波数帯域にある幅方向加速度レベルが新品時タイヤに比べて著しく増加する。
また、図８に示すように、その増加の仕方は、車輪速Ｖに依存する。具体的には、新品時タイヤであっても、故障タイヤであっても、車輪速Ｖが大きくなる程、帯域値の値は大きくなる。
したがって、車輪速Ｖと周波数スペクトルの４ｋＨｚ以上の周波数帯域内の幅方向加速度レベルとを求めることにより、タイヤにセパレーションが発生したか否かを推定することができる。
【００２６】
帯域値演算手段１５は、周波数分析手段１４で求められた周波数スペクトルから、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の幅方向加速度レベル（以下、帯域値Ｐという）を演算する。
帯域値Ｐとしては、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ帯域のうちの特定の周波数における幅方向加速度レベルであってもよいし、予め設定した４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ帯域のうちの複数の周波数における幅方向加速度レベルの平均値であってもよい。あるいは、予め設定した４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚ帯域のうちの所定の周波数帯域（例えば、５ｋＨｚ〜８ｋＨｚ）における幅方向加速度レベルの総和もしくは積分値であってもよい。
【００２７】
第１の記憶手段１６は、予め求めておいた、正常なタイヤを装着して走行したときの帯域値Ｐ0と内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して走行したときの帯域値Ｐsとに基づいて設定した閾値Ｋを記憶する。
本例では、閾値Ｋを路面状態と車輪速とにより変更する。
具体的には、路面が滑り易くなると、セパレーションが発生していない正常なタイヤでも、幅方向加速度の０．５ｋＨｚ以上の周波数帯域で幅方向加速度レベルが増大することが知られている。また、上述したように、帯域値Ｐは車輪速Ｖに依存する。そこで、閾値Ｋを、路面状態及び車輪速Ｖに応じた閾値Ｋj（Ｖ）とした。
すなわち、路面状態をＤＲＹアスファルト路面に相当する高μ路、雪路や氷路に相当する低μ路、この中間にある中μ路の３つに分け、高μ路での閾値をＫh（Ｖ）、中μ路での閾値をＫm（Ｖ）、低μ路での閾値をＫl（Ｖ）とするとともに、第１の記憶手段１６では、前記閾値Ｋh（Ｖ），閾値Ｋm（Ｖ）、及び、閾値Ｋl（Ｖ）を車輪速Ｖ毎に求めてこれらの閾値Ｋj（Ｖ）（ｊ＝ｈ，ｍ，ｌ）を記憶する。
【００２８】
閾値設定手段１７は、車輪速センサー１２で検出した車輪速Ｖと後述する路面状態推定手段２３で推定された路面状態とに基づいて、帯域値演算手段１５で演算した帯域値Ｐに対する閾値Ｋj（Ｖ）を選択して設定する。
故障判定手段１８は、帯域値演算手段１５で演算された帯域値Ｐと閾値設定手段１７で設定された閾値Ｋj（Ｖ）とを比較し、帯域値Ｐが閾値Ｋj（Ｖ）を超えたときにタイヤ３０にセパレーションによる内部故障が発生していると判定する。
警報手段１９は、タイヤ３０に内部故障が発生したときに、運転席近傍に配置されるランプなどを点滅させたり、スピーカーから警戒音を発生させたりすることで、運転者に警報を発する。
【００２９】
上述したように、路面が滑り易くなると、正常なタイヤでも０．５ｋＨｚ以上の周波数帯域で幅方向加速度レベルが増大する。そこで、本例では、走行路面推定手段２０を用いて路面状態を推定し、この推定された路面状態に応じて閾値を変更する。
具体的には、路面の滑り易さにより増減する０．５ｋＨｚ以上の周波数帯域において、セパレーションの発生による影響の殆どない、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域にあるタイヤの幅方向加速度レベルを用いて路面状態を推定する。
すなわち、振動レベル検出手段２１は、周波数分析手段１４で求められた周波数スペクトルから、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである振動レベルＭを演算する。
【００３０】
第２の記憶手段２２は、予め求めておいた、正常なタイヤを装着した車両を様々な路面摩擦係数μを有する路面でそれぞれ走行させたときの振動レベルＭ（μ）を用いて作成した路面摩擦係数μと振動レベルＭ（μ）との関係を示すテーブル２２Ｔを記憶する。
路面状態推定手段２３は、振動レベル検出手段２１で演算された振動レベルＭと第２の記憶手段２２に記憶されたテーブル２２Ｔとから、走行中の路面の状態が高μ路であるか、低μ路であるか、あるいは、中μ路であるかを推定する。
【００３１】
次に、タイヤ内部故障判定装置１の動作について、図９のフローチャートを参照して説明する。
まず、加速度センサー１１にて走行中のタイヤ３０のタイヤ幅方向の振動を検出し、その検出信号を加速度波形抽出手段１３に出力する（ステップＳ１１）。加速度波形抽出手段１３では、加速度センサー１１の出力波形からタイヤ幅方向加速度の時系列波形である幅方向加速度波形を抽出し（ステップＳ１２）、これを周波数分析手段１４に出力する。
周波数分析手段１４では、幅方向加速度波形を周波数分析して周波数スペクトルを求め（ステップＳ１３）、この周波数スペクトルを帯域値演算手段１５と振動レベル検出手段２１とに出力する。
帯域値演算手段１５では、タイヤ幅方向加速度の周波数スペクトルから、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値Ｐを演算し（ステップＳ１４）、これを故障判定手段１８に出力する。
【００３２】
一方、振動レベル検出手段２１では、タイヤ幅方向加速度の周波数スペクトルから、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである振動レベルＭを演算し（ステップＳ１５）、これを路面状態推定手段２３に出力する。
路面状態推定手段２３では、振動レベルＭと第２の記憶手段２２に記憶されている路面摩擦係数μと振動レベルＭ（μ）との関係を示すテーブル２２Ｔとから、路面状態を推定し（ステップＳ１６）、この推定結果を閾値設定手段１７に出力する。
一方で、車輪速センサー１２を用いて車輪速Ｖを検出し、これを閾値設定手段１７に出力する（ステップＳ１７）。
【００３３】
閾値設定手段１７では、車輪速センサー１２で検出された車輪速Ｖと、路面状態推定手段２３で推定された路面状態とから、帯域値Ｐに対する閾値Ｋj（Ｖ）（ｊ＝ｈ，ｍ，ｌ）を設定する（ステップＳ１８）。
故障判定手段１８では、帯域値演算手段１５から送られてきた帯域値Ｐが閾値Ｋj（Ｖ）を超えているかどうかを判定する（ステップＳ１９）。帯域値Ｐが閾値Ｋj（Ｖ）を超えている場合に、タイヤ３０にセパレーションによる内部故障が発生していると判定し、この判定結果を警報手段１９に送る。警報手段１９では当該タイヤに内部故障が発生したことを運転者に報知する（ステップＳ２０）。
【００３４】
本実施の形態によれば、タイヤ３０のインナーライナー３６のタイヤ気室側に配置された加速度センサー１１の出力波形から路面からトレッド３５の接地面に入力するタイヤ幅方向加速度の時系列波形を抽出した後、これを周波数分析して得られた周波数スペクトルから、４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである帯域値Ｐを演算し、この帯域値Ｐと、正常なタイヤを装着して計測した帯域値とタイヤ内部にセパレーションが発生したタイヤを装着して計測した帯域値とに基づいて設定された閾値Ｋj（Ｖ）とを比較して、タイヤ３０にセパレーションによる内部故障が発生しているかどうかを判定するようにしたので、タイヤの挙動に影響を与えることなく、セパレーションによるタイヤ内部故障が発生しているかどうかを判定することができる。
【００３５】
また、判定に用いる閾値Ｋj（Ｖ）を、車輪速センサー１２で検出された車輪速Ｖと、路面状態推定手段２３で推定された路面状態とに応じて変更するようにしたので、セパレーションの発生によるタイヤ内部故障を確実に判定できる。
また、路面状態を推定する際に、タイヤ幅方向加速度の周波数スペクトルから、０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域内にある周波数成分の大きさである振動レベルＭを演算し、この振動レベルＭと、第２の記憶手段２２に記憶されている路面摩擦係数μと振動レベルＭ（μ）との関係を示すテーブル２２Ｔとから、路面状態を推定するようにしたので、判定に用いる閾値Ｋj（Ｖ）を的確に選択することができる。したがって、タイヤ内部故障判定の精度を向上させることができる。
【００３６】
また、一つの加速度センサー１１でタイヤ内部故障の判定と路面状態の推定とを行うことができるので、装置を簡素化できる。
更に、タイヤ３０にセパレーションによる内部故障が発生していると判定した場合には、警報手段１９により、タイヤ３０に内部故障が発生したことを運転者に報知して、運転者に注意を促すようにしたので、車両の走行安定性を向上させることができる。
【００３７】
なお、前記実施の形態では、車輪速Ｖと路面状態の組み合わせについて、それぞれ一つの閾値Ｋj（Ｖ）を設定して、タイヤ３０にセパレーションによる内部故障が発生しているかどうかを判定したが、閾値Ｋj（Ｖ）を増やしてもよい。これにより、セパレーション進展状態に応じて、例えば、「正常」、「故障発生」、「故障進展」などの複数段階の判定を行えるので、タイヤ内部故障判定を更に精度よく行うことができる。
また、帯域値Ｐを演算する周波数帯域については、タイヤ種、サイズ、タイヤ内圧等により変更してもよい。
【００３８】
また、前記例では、周波数分析手段１４を用いて得られた幅方向加速度の周波数スペクトルから帯域値Ｐと振動レベルＭとを求めたが、周波数分析手段１４に代えて、バンドパスフィルタを用いてもよい。具体的には、タイヤ幅方向加速度の時系列波形から４ｋＨｚ〜１０ｋＨｚの周波数帯域の時系列波形を取り出す第１のフィルタと０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの周波数帯域の時系列波形を取り出す第２のフィルタとを設け、第１のフィルタの出力信号のＲＭＳ値を帯域値Ｐとし、第２のフィルタの出力信号のＲＭＳ値を振動レベルＭとすればよい。
【００３９】
また、前記例では、路面の状態を高μ路面、中μ路面、低μ路面の３段階に分けたが、これに限るものではなく、高μ路面と低μ路面の２段階に分けてもよい。あるいは、路面の状態を路面摩擦係数μの値そのもので表わしてもよい。但し、この場合には、閾値Ｋの設定が細かくなり、かえって誤差が出易くなるので、本例のように、３段階程度に分ける方が好ましい。
【００４０】
また、走行路面推定手段２０に代えて、図１０に示すような路面状態推定装置４０を用いてもよい。
路面状態推定装置４０では、タイヤ内に圧力センサー４１を設置し、この圧力センサー４１で検出されたタイヤ気室内の気体の圧力の微小振動成分（ＡＣ成分）を周波数分析手段４２で周波数分析して圧力変動スペクトルを求める。そして、圧力変動レベル検出手段４３にて、圧力変動スペクトルの０．５ｋＨｚ〜３．５ｋＨｚの圧力変動レベルを検出した後、路面状態推定手段４５にて、圧力変動レベル検出手段４３で検出された圧力変動レベルと、予め圧力変動レベル記憶手段４４に記憶されている路面摩擦係数μと圧力変動レベルとの関係を示すＧ−テーブル４４Ｇとから路面摩擦係数μの推定値を求める。
【００４１】
なお、本実施形態のように路面状態推定装置４０と本発明によるタイヤ内部故障判定手段１０とを組み合わせてタイヤ内部故障判定装置２とする場合には、路面状態推定手段４５は、路面摩擦係数μの推定値ではなく、走行中の路面の状態が高μ路であるか、低μ路であるか、あるいは、中μ路であるかを推定し、これを閾値設定手段１７に送るようにすればよい。
【００４２】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施の形態に記載の範囲には限定されない。前記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者にも明らかである。そのような変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲から明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００４３】
このように、本発明によれば、タイヤの挙動に影響を与えることなく、タイヤ内部の破壊を精度よく検知することができるので、タイヤの故障を事前に検出することができ、車両の安全性を向上させることができる。
【符号の説明】
【００４４】
１  タイヤ内部故障判定装置、１０  タイヤ内部故障判定手段、
１１  加速度センサー、１２  車輪速センサー、１３  加速度波形抽出手段、
１４  周波数分析手段、１５  帯域値演算手段、１６  第１の記憶手段、
１７  閾値設定手段、１８  故障判定手段、１９  警報手段、
２０  走行路面推定手段、２１  振動レベル検出手段、２２  第２の記憶手段、
２２Ｔ  テーブル、２３  路面状態推定手段、
３０  タイヤ、３１  ビード部、３１Ｃ  ビードコア、３２  カーカス層、
３３  第１ベルト層、３４  第２ベルト層、３５  トレッド、３６  インナーライナー。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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